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42出冶金2005年2月第一期

电液伺服控制系统及其在TRY中的应用

卢强波张丽胡双栽
(1．杭州钢铁集团公司动力公司；2．杭州同盛安装有限公司杭州310022)

摘要：液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛
应用。电液伺服系统通过使用电液伺服阀，将小功率的电信号转换为大功率的液压动力，从而实
现了一些重型机械设备的伺服控制。介绍了电液伺服系统的工作原理、组成和一些基本特性．以
及电液伺服系统在杭钢l号高炉煤气余压发电(TRT)中的应用。
关键词：TRT；电液伺服；控制系统；射流管；电液伺服阅

喷嘴或单喷嘴)和射流管式三种；
0概述
4)功率放大器(滑阀放大器)，由放大器输出的
在现代电子学和计算机控制与液压传动密切液体具有一定的压力，驱动执行元件进行工作。
结合的条件下，电液伺服阀在自动控制技术中得到TRT机组采用了CSDY3—100型射流管电液
了广泛的应用，起着精确地控制执行机构的工作位伺服阀。射流管电液伺服同典型结构示意见图1。
置、运动速度与压力、同步等作用。电液伺服系统
应用主要有：压力伺服控制、流量伺服控制和位置
伺服控制。
1电液伺服系统的工作原理、组成和
特性

电液伺服系统的基本元件有：输入元件、反馈
测量元件、比较元件、放大和能量转化元件、执行元
件以及控制对象。系统的核心是电液伺服阀，它的
性能直接影响甚至决定整个系统的性能，功用十分AB
重大。
1．1电液伺服阀的组成和分类1．力矩屿选；2．刺漉舶。t3j五馈弹_蕾；4．惜阀阀
电液伺服阀通过改变输入信号(电气信号)来图l射流管式电流伺服闱
对输出液流的参数(流量和压力)进行连续、成比例1．2电液伺服阅的特性
的控制。它既是电液转换元件，又是功率放大元1．2．1静态特性
件。电液伺服阀包括电力转换器、力位移转换器、l1负载流量特性(压力一流量特性)伺服阀
前置放大器和功率放大器四部分。的负载流量曲线表示稳定状态下，输人电流f、负
1)电力转换器包括力矩马达或力马达，可把电载流量Q和负载压降P．三者之间的函数关系。
气信号转换为力信号；电液伺服阀的额定压力P，是指保证按规定的性
2)力位移转换器包括扭簧、弹簧(管)，可把力能正常工作的最大供油压力。伺服阕可以在额定
信号变为位移信号输出；压力以下工作，但供油压力过低，会破坏其正常工
3)前置放大器可分为滑阀式、喷嘴挡板式(双作性能可利用压力一流量特性曲线来确定阀的

2005年2月第一期电液伺服控制系统及其在TRT中的应用43

负载压力、负载流量和消耗功率间的关系，从而为2)频宽(幅频宽和相频宽)伺服阀通常以幅
1值比为一3dB时的频率区间作为幅频宽，以相位滞
伺服阀和伺服系统选定最佳工作点(当P=鲁P
后90。的频率区间为相频宽。频宽是伺服阀动态响
时输出功率最大，效率最高)，确定伺服阀的型号和
应速度的度量。根据系统执行元件的频率选择伺
估计伺服阀的规格，使之与所要求的负载流量和负
服阀的频宽，伺服阀的频宽应高于系统执行元件一
载压力相匹配。
负载环节的频宽。频宽过低会限制系统的响应，过
2)空载流量特性空载流量特性(简称流量
高会使高频干扰传到负载上去，一般伺服阀的频宽
曲线)是空载输出流量与输入电流成回环状的函数
在20-200(Hz／一3dB)。
关系。由该曲线可得出下列性能参数：额定空载流
量、额定电流、流量增益、线性度和滞环。
2电液伺服控制系统在TRT的应用
3)零区特性零区特性有重叠、零位偏移(零
偏)、零位漂移(零漂)等特性。零漂是由于供油压
力变化和工作油温变化而引起的零位变化，一般用
使其恢复零位所需加的电流值与额定电流值之比
来衡量。在开环系统中，伺服阀的零漂使负载偏移
并离开它的指定位置。由于存在零漂，在没有闭环
时很少用伺服阀来控制负载的位置。零偏是由于
制造、调整、装配的差别，控制线圈中不加电流时，
滑阀不一定位于中位，以使阀恢复零位所需加的电
流值与额定电流值之比来衡量。如果伺服阀有零
偏，则在控制器回零后液压缸会沿某个方向移动。
4)压力增益特性压力特性曲线是输出流量
为零(将两个负载口堵死)时，输入电流在正、负额
定电流之间变化一个完整周期后负载压力Pl，的变
化曲线。负载压力对输入电流得的变化率就是压
力增益。提高零位压力增益，对减小不灵敏区、提

高精度有作用，但对稳定性起相反作用。伺服阀的1．射流管电流伺服阀；2．电磁阀；
压力增益越高，伺服系统的刚度越大，克服负载能3．静叶调节液压缸；4．位置传感器；5．伺服阀控制器；
力越强，系统误差越小。压力增益低，表明零位泄6．D(控制器；7．压力传感器
漏量大，阀芯和阀套配合不好，从而使伺服系统的图2TRT静叶调节电流伺服系统示意图
响应变得缓慢而迟钝。杭